作为隧道领域的热点研究课题,断层运动对隧道的抗震安全性的影响研究已取得了丰硕的成果。然而,在现有的针对跨断层盾构隧道的研究中,大多数将盾构隧道等效为单一均质材料,并未考虑接头的模拟,并且所采用的大多数建模方法仍采用实体单元,研究还不完善。为此,建立更为科学合理的模型,探究断层运动对盾构隧道安全性的影响有着重要的理论意义和工程指导价值。本文在以往研究的基础上,建立了盾构隧道的壳-弹簧三维有限元模型,并且在隧道两端引入了等效边界,探究分析了三种断层错动形式下,盾构隧道的应力应变反应及破坏特征,所进行的主要研究工作如下:首先,本文在前人研究的基础上,采用了黄钟晖提出的盾构隧道接头弹簧系数的计算方法,建立壳-弹簧盾构隧道三维模型,并且以土弹簧单元模拟隧道周围的土体,考虑了隧道与土体的相互作用,在隧道两端边界引入等效弹簧,建立了等效边界,从而建立了完整的盾构隧道模型;其次,模拟了盾构隧道在三种断层错动类型即正断层、逆断层、走滑断层作用下的运动;最后,探究分析了在三种断层错动类型作用下,盾构隧道的变形及破坏状态。研究表明,盾构隧道在不同的断层错动形式下会表现出不同的受力及变形特征,其中,正断层运动会对隧道有较大的拉压作用,隧道主要发生张拉型破坏;逆断层运动下隧道则会产生较大的挤压作用,混凝土材料较强的抗压性能有利于抵抗逆断层作用下隧道的变形;走滑断层则会使隧道产生一定的剪切作用。而且,逆断层作用下的隧道能够抵抗较大的断层位移,正断层作用下次之,走滑断层作用下的隧道能够抵抗的错动位移值最小。